1、第四章 汽車電子穩定系統4.1 概述4.2 ESP系統的組成4.3 汽車穩定性控制原理4.4 汽車ESP控制策略4.5 ESP控制系統實例4.4 汽車ESP控制策略基于橫擺角速度的PID控制 以期望的橫擺角速度和實際橫擺角速度的差值作為誤差進行PID控制。 開始階段保持車輛的穩定性，讓車輛模型逐漸進入失穩狀態，這樣就能更好的體現出ESP的控制效果，同時對ESP的控制進行調試，與實際情況也更加符合。前輪轉角采用正選掃頻轉向輸入，正弦掃頻也稱為正弦掃描，在轉向系統中輸入按變頻正弦曲線規律變化的轉向值，從而分析車輛頻率響應特性，在仿真過程中，ADAMS/CAR轉向周期性改變從起始頻率到最大頻率值。仿

2、真時間為4.3s，仿真步長是0.01秒，路面附著系數為0.8，起始車速是90km/h，初始轉向輸入值是0，最大轉向輸入值是100，轉向起始頻率為0.4，最大頻率為1，頻率增加斜率為0.12，掃頻轉向開始時間是0.3s。方向盤輸入轉角PID控制器后和不加控制橫擺角速度的比較 上圖是實際車輛的實際橫擺角速度和理想橫擺角速度的比較，虛線顯示的是車輛的實際橫擺角速度，實線顯示的是車輛的理想橫擺角速度。車身橫向加速度比較 虛線顯示的是不加PID控制器車輛的車身橫向加速度曲線，實線顯示的是加上PID控制器后車輛的車身橫向加速度曲線。質心側偏角比較 虛線顯示的是不加PID控制器車輛的質心側偏角曲線，實線顯示

3、的是加上PID控制器后車輛的質心側偏角曲線。橫擺調節力矩 橫擺力矩隨著車輛運動狀況改變而隨時改變，可使車輛行駛不至于失穩。開始時，車輛橫擺角速度實際值和理想值沒有太大差別，所以不需要或者需要很小的橫擺調節力矩，之后，汽車就有失去穩定性的趨向，車輛實際的橫擺角速度和理想的車輛橫擺角速度出現了較大差值，這時需要額外的施加在車輛模型上的橫擺力矩使車輛的橫擺角速度維持在理想值附近。基于橫擺角速度的模糊控制 模糊控制器的原理是模擬人類的控制特征，因此它在某種程度上說是人的思維方式的再現。通常可以將模糊規則的選擇過程分為三個部分，確定合適的模糊語言變量，語言值的隸屬函數的確定，建立和控制經驗最為符合的模糊

4、控制規則。 控制器的輸入變量為：汽車參考模型輸出的參考橫擺角速度和實際橫擺角速度之間的差值e、差值的變化率ec，模糊控制器的輸出變量為對汽車模型施加的橫擺調節力矩u，模糊控制器根據輸入量的變化情況由設定好的模糊控制規則計算出所需施加的橫擺調節力矩，輸出的橫擺調節力矩u直接作用于汽車上，用來保證汽車的穩定行駛。橫擺角速度模糊控制原理圖橫擺角速度模糊控制器設計過程： （1）模糊集、論域、量化因子、比例因子的確定: 設變量誤差e的基本論域是：-e, e，變量誤差變化率ec的基本論域是：-ec, ec，控制量u的基本論域是:-u, u，其中e, ec, u值由實際橫擺角速度與汽車參考模型輸出的參考橫擺

5、角速度之間的誤差值的實際變化情況來決定。然后對變量誤差e、誤差變化ec及控制量u的模糊集進行規范化，其論域定義如下:E的模糊集為:NB, NS, Z, PS, PBEC的模糊集為:NB, NS, Z, PS, PBU的模糊集為:NB, NS, Z, PS, PB各個模糊集的論域均為:-1，-0.8，-0.6，-0.4，-0.2, 0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1;模糊控制器的輸入、輸出語言變量都采用三角形隸屬函數。 (2)模糊控制規則 模糊規則的表達形式為if .then . ，語句，對于多個變化的前提經推理產生一個決策結果。在實際應用中，為了更清楚的表達，一般將采用的模糊控制規則用模糊控制規則表的形式表示。表中幾個常用的模糊語言變量的符號表示如下所示:NB (Negative Big):負大NS ( Negative Small ):負小Z ( Almost Zero ):幾乎為零PS ( Positive Small ):正小PB ( Positive Big ):正大模糊控制仿真框圖橫擺角速度比較 虛線顯示的是不加模糊控制器車輛的實際橫擺角速度曲線，實線顯示的是加上模糊控制器后車輛的橫擺角速度曲線。橫擺角速度跟蹤曲線 實際車輛的橫擺角速度和理想橫擺角速度變化曲線的比較。車身橫向加速度比較 實線顯示的是不加模糊控制器車輛的車